脑激活区关联性判断方法、系统、计算机设备和存储介质技术方案

本申请涉及脑激活区关联性判断方法、系统、计算机设备和存储介质，涉及神经数据分析领域，该方法包括：获取结构像与功能磁共振成像激活图；将结构像与功能磁共振成像激活图配准得到激活分布映射图；将结构像与标准脑区图谱配准得到脑区分割图；获取全脑像素点数量及分割脑区像素点数量；根据所预设的概率阈值获取全脑激活像素点数量；将全脑激活像素点数量对应到分割脑区得到分割脑区激活像素点数量；根据全脑激活像素点数量、分割脑区像素点数量与分割脑区激活像素点数量得到激活像素点分布数量的概率质量函数；根据概率质量函数判断各个分割脑区与刺激位点是否关联。本申请具有降低脑激活区与刺激位点关联性判断时间运算成本和存储成本的效果。成本和存储成本的效果。成本和存储成本的效果。

【技术实现步骤摘要】
脑激活区关联性判断方法、系统、计算机设备和存储介质


[0001]本申请涉及神经数据分析的
，尤其是涉及一种脑激活区关联性判断方法、系统、计算机设备和存储介质。

技术介绍

[0002]功能性磁共振成像是一种新兴的神经影像学方式，其原理是利用磁振造影来测量神经元活动所引发之血液动力的改变。
[0003]在任务态功能性磁共振研究中，实验中使用的刺激范式与大脑中出现的激活位点之间的关系是关注的重点。通常情况下，是通过为被试人或被试动物呈现给定的视觉刺激或声音刺激并让被试根据接收到的刺激进行判断完成一定的任务，在这种情况下，所感兴趣的激活脑区位置基本可以根据刺激类型并参照大脑图谱确认，从而可以基本确定与刺激相关的激活出现的位置，再根据响应信号的p
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value确定激活所出现的具体位置进行进一步的相关性、功能连接的分析。将高场强功能磁共振成像技术与近红外激光刺激大脑皮层或大脑深部核团相结合，为研究大脑的功能连接模式、了解脑网络与行为或疾病之间的关系提供了一种新的方法。然而，与传统的功能磁共振成像有所不同，结合近红外激光刺激的这一方法不是通过呈现视听觉刺激并让被试完成相应任务来得到大脑在完成任务时所对应的激活脑区的，而是通过使用激光刺激大脑的某一个脑区(或某一个小核团)，然后观察当该区域被激活后大脑其他区域出现的反应和/或变化，从而研究与刺激位点之间有前馈、反馈等连接关系的脑区。但是，对于这种方法而言，一个很重要的问题是如何判断刺激位点以外的大脑区域中出现的哪些激活是真正由于和刺激所在脑区存在连接关系因而被激光刺激所引起的。如果仅仅使用检查p
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value来确定激活是否存在的方法有可能会导致一些误判，即得到的激活可能是由于刺激以外的其他原因得到的而与给定的激光刺激无关。
[0004]相关技术中，通常使用置换检验方法来进行脑区激活与刺激位点的关联性判断，置换检验方法是通过将原始数据随机打乱很多次(如，10000次)，并对每一次打乱后的结果进行与原始数据相同的通用线性回归分析，得到随机数据中的p
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value，然后将10000次随机打乱对应的p
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value与实际数据对应的p
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value进行比较，随机p
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value中比实际p
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value更显著(激活)的次数与随机打乱总次数之比就是置换检验的结果，这个值越小说明激活的出现越可能与激光刺激相关。
[0005]上述中的现有技术方案存在以下缺陷：线性回归分析本身比较费时，使用置换检验的方法还需要进行大量的重复操作，即反复随机打乱和反复回归运算，导致这一方法需要较高的时间运算成本和存储成本。

技术实现思路

[0006]本申请目的一是提供一种脑激活区关联性判断，具有降低脑激活区与刺激位点关联性判断时间运算成本和存储成本的特点。
[0007]本申请的上述申请目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种脑激活区关联性判断方法，包括：获取脑区的结构像与脑区施加刺激时的功能磁共振成像激活图；将所述结构像与所述功能磁共振成像激活图配准得到激活分布映射图；将所述结构像与标准脑区图谱配准得到脑区分割图；获取所述脑区分割图中的全脑像素点数量及各个分割脑区中所对应的分割脑区像素点数量；根据所预设的概率阈值获取所述激活分布映射图中的全脑激活像素点数量；将所述全脑激活像素点数量对应到多个所述分割脑区得到每个所述分割脑区所对应的分割脑区激活像素点数量；根据所述全脑激活像素点数量、所述分割脑区像素点数量与所述分割脑区激活像素点数量通过超几何分布得到各个所述分割脑区中激活像素点分布数量的概率质量函数；根据所述概率质量函数判断各个所述分割脑区与刺激位点是否关联。
[0008]通过采用上述技术方案，避免了大量重复的随机采样和运算，进而有效降低了脑激活区与刺激位点关联性判断的时间运算成本和存储成本。
[0009]可选的，所述概率质量函数为：其中，M为全脑激活像素点数量，N为全脑像素点数量，n为某个脑区中的分割脑区像素点数量，k为实际某个脑区中的分割脑区激活像素点数量。
[0010]可选的，所述根据所述概率质量函数判断各个所述分割脑区与刺激位点的关联性包括：根据所述分割脑区所对应的所述分割脑区激活像素点数量与所述概率质量函数计算出该分割脑区所对应的概率值；判断该分割脑区所对应的概率值是否小于基准概率值；如果是，则该分割脑区与刺激位点关联，否则，二者不关联。
[0011]可选的，所述获取脑区的结构像和脑区施加刺激时的功能磁共振成像激活图包括：获取脑区施加刺激时的磁共振图像；对所述磁共振图像预处理得到脑区施加刺激时的功能磁共振成像激活图。
[0012]通过采用上述技术方案，对功能磁共振图像进行去畸变、校正处理，得到清晰的功能磁共振成像激活图。
[0013]本申请目的二是提供一种脑激活区关联性判断系统，具有降低脑激活区与刺激位点关联性判断时间运算成本和存储成本的特点。
[0014]本申请的上述申请目的二是通过以下技术方案得以实现的：一种脑激活区关联性判断系统，包括：激活图获取模块，用于获取脑区的结构像和脑区施加刺激时的功能磁共振成像激活图；配准模块，用于将结构像与所述功能磁共振成像激活图配准得到激活分布映射图，用于将结构像与标准脑区图谱配准得到脑区分割图；
像素点数量获取模块，用于获取脑区分割图中的全脑像素点数量和各个分割脑区中所对应的分割脑区像素点数量；全脑激活像素点数量获取模块，用于根据所预设的概率阈值获取脑区分割图中的全脑激活像素点数量；分割脑区激活像素点数量获取模块，用于将全脑激活像素点数量对应到多个分割脑区得到每个分割脑区所对应的分割脑区激活像素点数量；概率质量函数构建模块，用于根据全脑激活像素点数量、分割脑区像素点数量与分割脑区激活像素点数量通过超几何分布得到各个分割脑区中激活像素点分布数量的概率质量函数；以及，关联性判断模块，用于根据概率质量函数判断各个分割脑区与刺激位点的关联性。
[0015]通过采用上述技术方案，避免了大量重复的随机采样和运算，进而有效降低了脑激活区与刺激位点关联性判断的时间运算成本和存储成本。
[0016]可选的，所述激活图获取模块包括：磁共振图像获取子模块，用于获取脑区的结构像与脑区施加刺激时的功能磁共振图像；以及预处理子模块，用于对功能磁共振图像预处理得到施加刺激时的功能磁共振成像激活图。
[0017]本申请目的三是提供一种计算机设备，具有便于存储并运行脑激活区关联性判断方法的特点。
[0018]本申请的上述申请目的三是通过以下技术方案得以实现的：一种计算机设备，包括存储器和处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述任一种方法的计算机程序。
[0019]本申请目的四是提供一种计算机存储介质，能够存储相应的程序，具有便于实现存储脑激活区关联性判断方法的特点。
[0020]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脑激活区关联性判断方法，其特征在于，包括：获取脑区的结构像和脑区施加刺激时的功能磁共振成像激活图；将所述结构像与所述功能磁共振成像激活图配准得到激活分布映射图；将所述结构像与标准脑区图谱配准得到脑区分割图；获取所述脑区分割图中的全脑像素点数量及各个分割脑区中所对应的分割脑区像素点数量；根据所预设的概率阈值获取所述激活分布映射图中的全脑激活像素点数量；将所述全脑激活像素点数量对应到多个所述分割脑区得到每个所述分割脑区所对应的分割脑区激活像素点数量；根据所述全脑激活像素点数量、所述分割脑区像素点数量与所述分割脑区激活像素点数量通过超几何分布得到各个所述分割脑区中激活像素点分布数量的概率质量函数；根据所述概率质量函数判断各个所述分割脑区与刺激位点是否关联。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述概率质量函数为：其中，M为全脑激活像素点数量，N为全脑像素点数量，n为某个脑区中的分割脑区像素点数量，k为实际某个脑区中的分割脑区激活像素点数量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述概率质量函数判断各个所述分割脑区与刺激位点的关联性包括：根据所述分割脑区所对应的所述分割脑区激活像素点数量与所述概率质量函数计算出该分割脑区所对应的概率值；判断该分割脑区所对应的概率值是否小于基准概率值；如果是，则该分割脑区与刺激位点关联，否则，二者不关联。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述取脑区的结构像和脑区施加刺激时的功能磁共振成像激活图包括：获取脑区的结构像和脑区施加刺激时的功能磁共振图像；对所述功能磁共振图像预处理得到脑区施加刺激时的功能磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：张孝通，郗樱华，徐国华，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：